Que choisir entre une pompes à membrane et une pompe péristaltique ?

Fonctionnement des pompes à membrane et péristaltiques

Les pompes à membrane et les pompes péristaltiques sont toutes deux couramment utilisées dans les applications de transfert de liquide. Bien qu’elles soient souvent utilisées dans des applications similaires, les principes qui sous-tendent ces technologies sont très différents. Les pompes à membrane fonctionnent en faisant monter et descendre une membrane flexible. Ce mouvement déplace le fluide, en l’occurrence le liquide, à l’intérieur d’une chambre de travail pour générer un débit. Les pompes péristaltiques, parfois appelées pompes à tubes ou pompes à galets, utilisent des tubes placés à l’intérieur d’une cartouche. Les rouleaux compriment le tube lorsqu’ils tournent, forçant le liquide à passer.

Les coûts du cycle de vie

Quelle que soit la technologie de pompage utilisée, les coûts autres que le prix d’achat sont à prendre en compte. L’entretien et la consommation d’énergie sont deux des facteurs les plus importants pour déterminer les coûts du cycle de vie. Les pompes à membrane ont tendance à nécessiter un entretien moins fréquent. Le remplacement de la membrane ou des clapets sont un processus relativement simple et économique. La plupart des opérations d’entretien général des pompes à membrane peuvent être effectuées en interne, sans qu’il soit nécessaire d’effectuer des retours à l’usine ce qui représenterait un coût supplémentaire.  
 

Bien que les deux technologies utilisent des tuyaux pour transporter le fluide vers et depuis la pompe, seules les pompes péristaltiques soumettent les tuyaux à des contraintes physiques en raison du mouvement de pincement inhérent aux galets. Ces problèmes sont inhérents à la conception des pompes péristaltiques. Les pompes à membrane ne s’appuient pas sur des rouleaux et des tuyaux pincés pour déplacer le fluide, ce qui évite la dégradation des tuyaux. Les pompes à membrane ont l’avantage de ne pas être aussi dépendantes des tuyaux.
 

Les pompes péristaltiques ont généralement un coût initial moins élevé. Cependant, le coût de leur fonctionnement au fil du temps augmente rapidement. Leurs tubes doivent être remplacés fréquemment, ce qui peut augmenter les coûts. Bien que le remplacement des tubes soit un processus relativement simple, il est également fréquemment nécessaire, ce qui augmente les coûts du cycle de vie. L’entretien des rotors et d’autres pièces internes tend également à être plus complexe et plus coûteux. En général, le coût du cycle de vie d’une pompe à membrane sera inférieur à celui d’une pompe péristaltique. 

La fiabilité

Les pompes péristaltiques dépendent entièrement des tuyaux pour transporter les fluides. Au fil du temps, le mouvement constant du rotor d’une pompe péristaltique et les pincements dégradent ces tubes, réduisant progressivement leur élasticité et les usant. Cela conduit inévitablement à une réduction des débits, ainsi qu’à d’autres complications. Elles doivent être remplacées à intervalles réguliers, ce qui augmente les coûts. Dans le meilleur des cas, des tubes usés peuvent réduire le rendement. Dans le pire des cas, ils peuvent se fissurer ou se rompre, entraînant des fuites de fluide, des temps d’arrêt et l’endommagement de la pompe. Cela peut être catastrophique si le liquide pompé est dangereux ou caustique. Les pompes à membrane sont munies de pièces qui peuvent également se dégrader, mais pas aussi rapidement ni aussi radicalement.
 

Les tubes péristaltiques doivent être remplacés fréquemment, plusieurs fois par an dans certains cas. Ce peut être onéreux et, selon l’application, des tubes fabriqués à partir de matériaux spéciaux peuvent être nécessaires, ce qui risque d’augmenter encore les coûts.

Le nettoyage et la stérilisation

Les pompes à membrane peuvent être nettoyées de différentes manières, en fonction de l’application et du liquide pompé. Pour de nombreuses applications, il suffit de pomper des liquides de nettoyage. Mais certaines applications nécessitent le démontage complet de la tête. Une fois démontées, les pompes peuvent être difficiles à nettoyer en profondeur.  

 
Avec les pompes péristaltiques, les tubes peuvent être retirés, jetés et remplacés, ce qui permet de gagner du temps et de rationaliser le processus de nettoyage. Tant que les tubes sont remplacés régulièrement et qu’ils n’ont pas fui ou ne se sont pas rompus, il n’est pas nécessaire de nettoyer le reste de la pompe pour maintenir l’intégrité du fluide. Outre un processus de nettoyage plus rationnel, les pompes péristaltiques sont également beaucoup plus faciles à stériliser. Cette caractéristique est importante pour certains laboratoires et autres applications nécessitant une stérilisation fréquente. Le fluide n’entrant en contact qu’avec les tubes, seuls ces derniers doivent être stérilisés. 

Le débit et la pulsation

Les pompes péristaltiques et les pompes à membrane peuvent atteindre des débits impressionnants. Cependant, les pompes à membrane sont beaucoup plus performantes pour assurer un débit plus régulier et garantir de faibles pulsations. Le pincement des tubes inhérent au fonctionnement péristaltique rend difficile l’obtention du débit régulier requis pour certaines applications. Il est possible d’atténuer quelque peu ce problème en achetant une pompe péristaltique plus coûteuse, dotée d’un plus grand nombre de galets. Des galets supplémentaires peuvent toutefois accélérer la dégradation des performances, en pinçant et en usant les tubes plus rapidement, ce qui a un impact sur le débit. L’utilisation d’un matériau de tube différent peut aider à limiter légèrement les pulsations, mais là encore, les coûts risquent d’augmenter et le débit d’être impacté.
 

La course de la membrane est beaucoup plus régulière dans le temps, ce qui rend le débit plus homogène. Pour un débit encore plus régulier et à faible pulsation, certains fabricants de pompes à membrane proposent des configurations à plusieurs membranes déphasées, ce qui permet d’éliminer en grande partie les ondes de pulsation individuelles. Les pompes à membrane les plus récentes intègrent également des amortisseurs et des chambres de résonance, ce qui permet de réduire davantage les pulsations. Grâce à ces options, les pompes à membrane conviennent mieux aux applications nécessitant un débit régulier.

 
Les pompes péristaltiques présentent d’autres avantages en termes de débit, en particulier pour les applications nécessitant un débit bidirectionnel. Elles sont capables de changer rapidement la direction du flux sans altération majeure, ce qui les rend idéales pour les applications où cette qualité est requise. Un flux bidirectionnel peut être obtenu en changeant simplement le sens de rotation. Les pompes péristaltiques sont également préférables dans les applications qui exigent qu’une seule pompe fournisse plusieurs débits différents ou plusieurs canaux d’écoulement. Cependant, ces caractéristiques peuvent avoir un coût car elles nécessitent des cartouches supplémentaires ou même des pompes plus grandes avec une plus grande capacité de cartouche.  
 

La technologie de pompe qui répond le mieux aux besoins en matière de débit dépend de l’application spécifique. Les pompes péristaltiques sont une meilleure option lorsqu’un débit multidirectionnel est souhaité. Les pompes à membrane sont préférables pour les applications nécessitant un débit constant et régulier et de faibles pulsations. 

L’utilisation avec des particules et des produits sensibles au cisaillement

De nombreuses applications nécessitent le transfert de liquides contenant des particules. Les pompes à membrane fonctionnent bien en présence de particules jusqu’à une certaine taille. Ce cas de figure est courant dans les applications d’impression à jet d’encre et les pompes peuvent traiter la plupart des encres sans problème. Cependant, elles peuvent rencontrer des difficultés en présence de particules plus longues, de fibres et de fluides pâteux. Les pompes à membrane utilisent des clapets antiretour, qui peuvent être obstrués par ces particules. Les pompes péristaltiques sont dépourvues de ces valves et ne présentent donc pas ce problème. L’action de pincement du rouleau facilite également la poussée des particules.
 

Les pompes à membrane permettent de traiter la plupart des types de fluides sensibles au cisaillement. Cependant, les pompes péristaltiques constituent une meilleure option pour les produits extrêmement sensibles au cisaillement, comme le sang ou les cellules. Comme leur action de pompage est relativement douce pour le liquide, les pompes péristaltiques risquent moins d’endommager ou d’agiter les suspensions pompées.

L’utilisation avec des liquides dangereux ou à température extrême

Les liquides caustiques et corrosifs peuvent endommager rapidement les tuyaux des pompes péristaltiques, ce qui augmente le risque de fuite. Il est possible de réduire ce risque en utilisant des tubes chimiquement résistants, mais cela entraînera une augmentation des coûts et aura peut-être une incidence sur les performances. La maintenance déjà fréquente devient encore plus critique et fréquente pour des raisons de sécurité, car une fuite de ces liquides peut être catastrophique.

 
Les pompes à membrane sont généralement munies de matériaux résistants aux produits chimiques. Comme pour les pompes péristaltiques, ces matériaux peuvent faire grimper les coûts. Mais les pompes à membrane nécessitent une maintenance préventive peu fréquente, contrairement à la fréquence requise pour manipuler en toute sécurité des liquides dangereux avec des pompes péristaltiques. Les pompes à membrane sont également plus adaptées à la manipulation de liquides soumis à des températures extrêmes. La plupart des tubes disponibles pour les pompes péristaltiques ne conviennent pas au transport de fluides excessivement chauds ou froids. Un liquide extrêmement chaud peut rendre les tubes trop souples, ce qui a un impact sur le débit et augmente le risque d’éclatement de ces derniers. De même, les liquides extrêmement froids peuvent rendre les tubes trop rigides pour garantir un débit adéquat. Bien que les pompes à membrane puissent nécessiter des matériaux spéciaux pour ces processus, elles sont bien mieux adaptées au transfert de fluides chauds et froids.

Le choix d’une pompe

Les pompes péristaltiques ont un champ d’application un peu plus limité, mais elles constituent le choix idéal pour un grand nombre d’applications. Elles sont préférables pour le pompage de liquides extrêmement visqueux ou boueux, ainsi que pour les fluides très sensibles au cisaillement. Les pompes à membrane sont faciles à nettoyer, ce qui est suffisant pour la plupart des applications. Cependant, les pompes péristaltiques peuvent être nettoyées et stérilisées rapidement, car leurs tubes peuvent être retirés et jetés après utilisation. Elles constituent donc la meilleure option pour les applications nécessitant des nettoyages très fréquents.
 

Si les pompes à membrane sont généralement mieux adaptées à un plus grand nombre d’applications, ce n’est pas toujours le cas. Le choix entre ces technologies de pompage dépend des exigences propres à une application. Les pompes à membrane sont moins coûteuses tout au long de leur durée de vie, ont un coût d’exploitation global plus faible et durent plus longtemps. Elles sont faciles à entretenir et à réparer et offrent une grande variété d’options pour un débit plus régulier et plus homogène ainsi qu’une faible pulsation. Elles constituent également le meilleur choix pour les applications traitant des liquides corrosifs, caustiques et à température extrême.